【解放日報】這一登上國際權威期刊封面的發(fā)現,“重要性不亞于克隆猴”

文章來(lái)源:腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng )新中心  |  發(fā)布時(shí)間:2023-11-10  |  【打印】 【關(guān)閉

  

  “在我看來(lái),這一國際上首次成功構建的嵌合體猴技術(shù),對于生物醫藥的重要性不亞于克隆猴技術(shù),有著(zhù)更好的應用前景,是構建非人靈長(cháng)類(lèi)疾病模型的里程碑發(fā)現?!?1月9日,中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng )新中心學(xué)術(shù)主任蒲慕明說(shuō),“特別是對于單個(gè)基因突變造成的疾病,比如漸凍癥,如果有了更好的疾病模型猴,人們就可以對其采取干預手段和藥物研究?!?br>  

  1984年科學(xué)家們首次實(shí)現胚胎干細胞嵌合體小鼠,即把體外培養的胚胎干細胞注射(嵌合)到小鼠早期胚胎,進(jìn)而得到一個(gè)既有胚胎干細胞來(lái)源又有受體胚胎來(lái)源的嵌合體小鼠。這一原創(chuàng )發(fā)現使得批量產(chǎn)生性狀表現大致相同的小鼠疾病模型成為可能。非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物與人最為接近,建立非人靈長(cháng)類(lèi)疾病模型對于生物醫藥研究具有非常重要的意義,然而其中關(guān)鍵的胚胎干細胞嵌合體技術(shù)研究一直進(jìn)展緩慢。 

  經(jīng)過(guò)5年攻關(guān),胚胎干細胞嵌合體猴誕生在了曾經(jīng)誕生過(guò)克隆猴的腦智卓越中心。北京時(shí)間11月9日23時(shí)許,國際權威學(xué)術(shù)期刊《細胞》以封面文章形式在線(xiàn)發(fā)表了這一研究論文。 

  【國際上首次成功構建出生存活的嵌合體猴】

  如果說(shuō)受精卵是一顆種子,其發(fā)育的潛力隨著(zhù)時(shí)間的推移逐步降低,而被譽(yù)為“神奇細胞”的胚胎干細胞處于胚胎發(fā)育的早期階段,蘊含無(wú)限可能性,它不僅可以無(wú)限自我復制更新,還能轉變?yōu)槿魏纹渌?lèi)型的細胞。 

  該研究的首要問(wèn)題正在于獲得具有高效發(fā)育潛能的胚胎干細胞。研究團隊建立了6種不同培養體系下的食蟹猴胚胎干細胞,進(jìn)而對其全面系統評估。 

  胚胎干細胞注射到其他受體胚胎后,往往容易快速凋亡,這也成為影響嵌合的關(guān)鍵。本次研究通過(guò)測試干細胞注射到受體后的不同培養基和培養時(shí)間的組合,最終得到了既不影響受體胚胎正常發(fā)育又能保證干細胞存活的培養條件,從而在國際上首次成功構建了出生存活的高比例胚胎干細胞嵌合體猴。 

  研究團隊將74個(gè)具有明顯嵌合的囊胚移植到40只受體母猴子宮內,最后獲得4個(gè)流產(chǎn)的胚胎和6只出生的猴子。一只出生存活猴和一個(gè)流產(chǎn)猴被檢測到胚胎干細胞的嵌合,其中出生存活猴中胚胎干細胞的比例高達70%左右,流產(chǎn)猴中胚胎干細胞的比例約為20%。新生的嵌合體猴在出生10天后死亡。 

  在兩只嵌合體猴的胎盤(pán)組織中均發(fā)現了高比例的胚胎干細胞,而嵌合體小鼠的胎盤(pán)組織中幾乎從來(lái)沒(méi)有過(guò)胚胎干細胞,這說(shuō)明靈長(cháng)類(lèi)胚胎干細胞可能具有不同于嚙齒類(lèi)的獨特發(fā)育特征。此外,在兩只嵌合體猴的生殖細胞中也發(fā)現了高比例的胚胎干細胞,這對后續基于該技術(shù)的遺傳修飾模型構建至關(guān)重要。 

  【“這在之前沒(méi)有得到明確證實(shí)”】

  “這些研究結果是非凡的,因為提供了強大的證據,證實(shí)靈長(cháng)類(lèi)胚胎干細胞可以產(chǎn)生高比例的嵌合體動(dòng)物,這在之前沒(méi)有得到明確證實(shí)?!?strong>論文審稿人認為,原則上,該研究將為基礎研究和非人類(lèi)靈長(cháng)類(lèi)遺傳修飾模型的產(chǎn)生開(kāi)辟新的途徑。具體來(lái)說(shuō),利用胚胎干細胞修飾基因的能力,將使目前在受精卵或胚胎階段使用CRISPR(一種基因編輯技術(shù))難以完成的研究成為可能。 

  美國科學(xué)家曾認為猴胚胎干細胞不能產(chǎn)生嵌合體?!拔覀冊?jīng)證明能夠產(chǎn)生嵌合體猴,不過(guò)嵌合體效率僅為0.1-4.5%?!?strong>昆明理工大學(xué)省部共建非人靈長(cháng)類(lèi)生物醫學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室季維智院士和李天晴教授評價(jià),本次研究的嵌合體效率高達70%,是靈長(cháng)類(lèi)干細胞多功能研究的一個(gè)重要突破,也為后繼利用干細胞產(chǎn)生猴疾病模型提供了重要基礎。 

  據介紹,該研究嚴格遵守生物倫理規范,所有實(shí)驗均符合國際干細胞研究學(xué)會(huì )的研究指南,并經(jīng)過(guò)腦智卓越中心倫理委員會(huì )審核。腦智卓越中心劉真研究員、孫強研究員以及中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院米格爾 埃斯特班研究員為該論文的共同通訊作者。 

來(lái)源 解放日報記者 黃海華 2023年11月9日

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